KR20110005850A - Method of machining vulnerable material substrate - Google Patents
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Abstract
안정된 레이저 브레이크 처리를 할 수 있는 취성 재료 기판의 가공 방법을 제공한다. 제1 기판단(端)으로부터 제2 기판단까지의 스크라이브 예정 라인을 따라서 가공할 때, (a) 제1 기판단으로부터 이격(離隔)되도록 하여 제1 초기 균열을 형성하는 공정과, (b) 제1회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 제1 기판단측으로부터 제2 기판단까지 상대 이동시켜 가열함과 함께, 통과 직후의 부위에 냉매를 분사하여 냉각하고, 스크라이브 예정 라인에 발생하는 깊이 방향의 응력 구배를 이용하여 유한 깊이의 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, (c) 제1 기판단, 또는, 제1 기판단과 제1 초기 균열과의 사이에 제2 초기 균열을 형성하는 공정과, (d) 제2회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 제1 기판단으로부터 제2 기판단까지 상대 이동시켜 스크라이브 라인을 더욱 깊게 침투 또는 완전 분단시키는 공정을 행한다.Provided is a processing method of a brittle material substrate capable of stable laser brake treatment. (A) forming a first initial crack so as to be spaced apart from the first substrate end when processing along the scribe scheduled line from the first substrate end to the second substrate end; and (b) The beam spot of the first laser irradiation is relatively moved from the first substrate end side to the second substrate end to be heated, and a coolant is injected by cooling to a portion immediately after the passage, and the depth direction generated in the scribe scheduled line is generated. Forming a scribe line having a finite depth using a stress gradient; (c) forming a second initial crack between the first substrate end or the first substrate end and the first initial crack; d) A step of relatively penetrating or completely dividing the scribe line by moving the beam spot of the second laser irradiation relatively from the first substrate end to the second substrate end.
Description
본 발명은, 취성 재료 기판에 레이저 빔을 주사하여 국소 가열을 행하고, 이어서 가열 부위를 따라서 냉각함으로써, 기판 표면과 기판 내부와의 사이에 발생하는 열 응력을 이용하여 유한 깊이의 크랙(crack)을 형성하는 취성 재료 기판의 가공 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 기판에 설정한 스크라이브 예정 라인을 따라서 제1회째의 레이저 빔을 조사하여 기판 상에 유한 깊이의 크랙으로 이루어지는 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하고, 이어서, 제2회째의 레이저 빔을 조사하여 이 스크라이브 라인을 깊게 침투시키거나, 혹은 완전히 분단(dividing)하는 취성 재료 기판의 가공 방법에 관한 것이다.According to the present invention, by applying a laser beam to a brittle material substrate to perform local heating, and then cooling along the heating portion, cracks having a finite depth are exploited by using thermal stress generated between the substrate surface and the inside of the substrate. It relates to a processing method of a brittle material substrate to be formed. In addition, the present invention irradiates the first laser beam along the scribe scheduled line set on the substrate to form a scribe line composed of cracks of finite depth on the substrate, and then the second laser. A method of processing a brittle material substrate that irradiates a beam to deeply penetrate this scribe line or to fully divide it.
여기에서, 취성 재료 기판이란, 유리 기판, 소결(燒結) 재료의 세라믹스, 단결정 실리콘, 반도체 웨이퍼, 사파이어 기판, 세라믹 기판 등을 말한다.Here, a brittle material substrate means a glass substrate, ceramics of a sintered material, single crystal silicon, a semiconductor wafer, a sapphire substrate, a ceramic substrate, etc.
유리 기판 등의 취성 재료 기판에 레이저 빔을 조사하여, 기판 상에 형성되는 빔 스폿을 주사하여 라인 형상으로 가열하고, 또한 가열 직후에 냉매를 분사하여 냉각하는 레이저 스크라이브 가공을 이용하면, 커터 휠 등에 의한 기계적인 가공에 비하여 컬릿(cullet)의 발생을 저감시킬 수 있고, 또한, 단면(端面) 강도를 향상시킬 수 있다.When a laser beam is irradiated to a brittle material substrate such as a glass substrate, the beam spot formed on the substrate is scanned, heated in a line shape, and a laser scribe process in which a coolant is injected by cooling immediately after heating is used. Compared with the mechanical processing by this, the generation of cullets can be reduced, and the cross-sectional strength can be improved.
그 때문에, 플랫 패널 디스플레이를 비롯하여 유리 기판 등을 분단하는 것이 필요한 여러 가지의 제조 공정 등에서 레이저 스크라이브 가공이 채용되고 있다.Therefore, laser scribing is employ | adopted in various manufacturing processes which require the division | segmentation of a glass substrate etc. including a flat panel display.
일반적으로, 레이저 스크라이브 가공에서는, 이제부터 분단하려고 하는 가상선(스크라이브 예정 라인이라고 함)을 설정한다. 그리고 스크라이브 예정 라인의 시단(始端)이 되는 기판단(端)에, 커터 휠 등으로 초기 균열을 형성하여, 빔 스폿 및 냉각 스폿(냉매가 분사되는 영역)을 시단에 형성한 초기 균열의 위치로부터 스크라이브 예정 라인을 따라서 주사한다. 이때, 스크라이브 예정 라인 근방에 발생한 온도 분포에 기초하여 응력 구배가 발생하는 결과, 라인 형상의 크랙이 형성된다(특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조).Generally, in laser scribing, an imaginary line (called a scribe scheduled line) to be divided from now on is set. From the position of the initial crack in which an initial crack was formed at the substrate end, which is the beginning of the scribe scheduled line, with a cutter wheel or the like, and a beam spot and a cooling spot (region where the refrigerant is injected) were formed at the beginning. Scan along the scheduled scribe line. At this time, as a result of the stress gradient generated on the basis of the temperature distribution generated near the scribe scheduled line, line-shaped cracks are formed (see
그런데, 취성 재료 기판에 대하여 레이저 빔을 주사함으로써 형성되는 라인 형상의 크랙에는, 크랙의 깊이 방향의 선단(先端)이 기판의 이면까지 도달하지 않는 「유한 깊이의 크랙」과, 크랙이 기판의 이면까지 도달하여, 기판을 일거에 분단하는「관통 크랙」(예를 들면 특허문헌 2 참조)이 있다.By the way, in the linear crack formed by scanning a laser beam with respect to a brittle material board | substrate, the "finite depth crack" which the front-end | tip of a crack depth direction does not reach to the back surface of a board | substrate, and a crack is a back surface of a board | substrate There exists a "through crack" (for example, refer patent document 2) which reaches to and divides a board | substrate at once.
전자의 「유한 깊이의 크랙」에 의해 형성되는 절단 선을 스크라이브 라인이라고 부르고, 후자의 관통 크랙에 의한 분단 라인을 풀 컷 라인이라고 부른다. 이들은 상이한 메커니즘에 의해 형성된다.The cutting line formed by the former "crack of finite depth" is called a scribe line, and the dividing line by the latter through crack is called a full cut line. These are formed by different mechanisms.
도 7은 유한 깊이의 크랙이 형성되는 메커니즘을 모식적으로(schematically) 나타낸 기판의 단면도이다. 즉 선행(先行)하는 레이저 가열에 의해, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 기판(GA)에 압축 응력(HR)이 발생한다. 이어서, 가열 후의 냉각에 의해, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 기판 표면에 인장 응력(CR)이 발생한다. 이때 열의 이동에 의해 기판 내부에 압축 응력(HR)이 이동하여, 내부 응력장(Hin)이 형성되어 있다. 그 결과, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 깊이 방향의 응력 구배가 발생하여, 크랙(Cr)이 형성된다.7 is a cross-sectional view of a substrate that schematically illustrates the mechanism by which cracks of finite depth are formed. That is, the compressive stress HR generate | occur | produces in the board | substrate GA as shown in FIG.7 (a) by preceding laser heating. Subsequently, as a result of cooling after heating, as shown in Fig. 7B, tensile stress CR is generated on the substrate surface. At this time, the compressive stress HR moves inside the substrate by the movement of heat, and an internal stress field Hin is formed. As a result, as shown in FIG.7 (c), the stress gradient of a depth direction generate | occur | produces and the crack Cr is formed.
상기 메커니즘에 의해 크랙(Cr)이 형성되는 조건에서는, 기판 내부에 존재하는 압축 응력장(Hin)이 크랙(Cr)의 깊이 방향으로의 더한층의 침투를 저지해 버리기 때문에, 크랙(Cr)은 기판 내부의 압축 응력장(Hin)의 바로 앞에서 정지하여, 원리적으로 크랙(Cr)은 유한 깊이가 된다. 그 때문에, 기판을 완전히 분단하려면, 크랙(Cr)에 의한 유한 깊이의 스크라이브 라인이 형성된 후에, 추가로 브레이크 처리를 행하지 않으면 안 된다. 그 한편으로, 크랙(Cr)에 의한 스크라이브 라인의 가공 단면은 매우 아름답고(표면의 요철이 작고), 게다가 직진성이 우수하여, 가공 단면으로서 이상적인 상태가 되어 있다.Under the conditions in which the cracks Cr are formed by the above mechanism, since the compressive stress field Hin existing inside the substrate blocks the penetration of further layers in the depth direction of the cracks Cr, the cracks Cr are inside the substrate. It stops in front of the compressive stress field Hin of, and in principle, the crack Cr becomes finite depth. Therefore, in order to completely divide a board | substrate, after a scribe line of finite depth by the crack Cr is formed, you must perform a brake process further. On the other hand, the processing cross section of the scribe line by crack Cr is very beautiful (the surface unevenness | corrugation is small), and also it is excellent in linearity, and is an ideal state as a processing cross section.
도 8은 관통 크랙이 형성되는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 기판의 사시도(도 8(a))와 평면도(도 8(b))이다. 즉 초기 균열(TR)의 위치로부터 주사되는 레이저 빔의 빔 스폿(BS)에 의해, 기판 표면에 압축 응력(HR)이 발생하고 있다. 동시에, 빔 스폿(BS)의 후방에 있는 냉각 스폿(CS)에 의해, 기판 표면에 인장 응력(CR)이 발생하고 있다. 그 결과, 주사 라인 상(스크라이브 예정 라인(L) 상)에 전후 방향의 응력 구배가 형성되고, 이 응력 구배에 의해, 주사 라인 방향을 따라서 기판을 좌우로 찢는 힘이 작용하여 관통 크랙이 형성되어, 기판이 분단되게 된다.FIG. 8: is a perspective view (FIG. 8 (a)) and a top view (FIG. 8 (b)) of the board | substrate which showed typically the mechanism by which a through crack is formed. FIG. In other words, the compressive stress HR is generated on the surface of the substrate by the beam spot BS of the laser beam scanned from the position of the initial crack TR. At the same time, tensile stress CR is generated on the substrate surface by the cooling spot CS behind the beam spot BS. As a result, a stress gradient in the front-rear direction is formed on the scan line (on the scribe plan line L), and through this stress gradient, a force for tearing the substrate from side to side in the scan line direction acts to form a through crack. The substrate is divided.
이 「관통 크랙」이 형성되는 경우는, 브레이크 처리를 행하는 일 없이 기판을 분단(풀 컷)할 수 있는 점에서 편리하고, 가공 용도에 따라서는 이쪽의 메커니즘에 의한 분단이 요망되는 경우도 있지만, 전술한 스크라이브 라인의 가공 단면과 비교하면, 풀 컷 라인의 가공 단면의 직진성이 손상되어 있는 경우가 있고, 또한, 풀 컷 라인의 단면의 아름다움(표면의 요철)에 대해서도 전술한 스크라이브 라인에 비하면 품질이 떨어진다.When this "penetration crack" is formed, it is convenient in that a board | substrate can be segmented (full cut) without performing a brake process, and division by this mechanism may be desired depending on a processing use, Compared with the processing cross section of the scribe line mentioned above, the linearity of the processing cross section of a full cut line may be impaired, and also the quality (unevenness | corrugation of surface) of the cross section of a full cut line is compared with the scribe line mentioned above. Falls.
또한, 레이저 스크라이브 가공에 의해 스크라이브 라인이 형성될지, 풀 컷 라인이 형성될지는, 가열 조건(레이저 파장, 조사 시간, 출력 파워, 주사 속도 등), 냉각 조건(냉매 온도, 분사량, 분사 위치 등), 기판의 판두께 등에 의존한다. 일반적으로, 유리 기판의 판두께가 얇은 경우는 두꺼운 경우에 비하여 풀 컷 라인이 되기 쉬워, 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 가공 조건의 프로세스 윈도우가 좁다. 또한, 기판이 급(急)가열되고, 또한, 급랭되는 과격한 조건이 될수록, 풀 컷 라인이 형성되기 쉬운 경향이 있다.In addition, whether a scribe line is formed or a full cut line is formed by laser scribing, heating conditions (laser wavelength, irradiation time, output power, scanning speed, etc.), cooling conditions (refrigerant temperature, injection amount, injection position, etc.), It depends on the thickness of the substrate and the like. Generally, when the plate | board thickness of a glass substrate is thin, it becomes easy to become a full cut line compared with the case where it is thick, and the process window of the processing conditions which can form a scribe line is narrow. Moreover, there exists a tendency for a full cut line to form easily, so that it becomes radical conditions in which a board | substrate is rapidly heated and quenched.
이상의 점에서, 유리 기판 등에 대하여 단면 품질이 우수한 분단 가공을 행하고 싶은 경우에는, 풀 컷 라인이 아니라, 스크라이브 라인이 형성되는 메커니즘의 가열 조건, 냉각 조건을 선택하여 레이저 스크라이브 가공을 행하고, 그 후, 브레이크 처리를 행하도록 하고 있다.In view of the above, when it is desired to perform the segmentation processing having excellent cross-sectional quality on a glass substrate or the like, laser scribing is performed by selecting heating conditions and cooling conditions of a mechanism in which a scribe line is formed, not a full cut line. The brake process is performed.
레이저 스크라이브 가공 후에 행하는 브레이크 처리 방법으로서는, 브레이크 바 등을 스크라이브 라인에 가압하여 굽힘 모멘트를 가하는 기계적인 브레이크 처리가 이용되는 경우가 있다. 기계적인 브레이크 처리의 경우, 기판에 큰 굽힘 모멘트를 가하면 컬릿이 발생해 버리는 경우가 있다. 그 때문에, 컬릿의 발생을 꺼리는 제조 공정에서는, 가능한 한 깊은 스크라이브 라인을 형성하도록 하여, 작은 굽힘 모멘트를 가하는 것만으로 브레이크 처리를 할 수 있도록 할 필요가 있다.As a brake processing method performed after laser scribing, a mechanical brake processing in which a brake bar or the like is applied to a scribe line to apply a bending moment may be used. In the case of a mechanical brake process, a cullet may generate | occur | produce when a large bending moment is applied to a board | substrate. Therefore, in the manufacturing process which avoids generation | occurrence | production of a cullet, it is necessary to form a scribe line as deep as possible, and to make it possible to apply a brake process only by applying a small bending moment.
그래서, 레이저 스크라이브 가공으로 형성한 스크라이브 라인을 따라서, 2번째의 레이저 조사를 행하여, 유한 깊이의 크랙을 더욱 깊게 침투시키거나(이 경우는 재차 브레이크 처리를 행함), 크랙을 이면까지 침투시켜 분단하거나 하는 레이저 브레이크 처리가 행해지고 있다(예를 들면 특허문헌 1∼특허문헌 3 참조).Thus, a second laser irradiation is performed along the scribe line formed by laser scribing to further penetrate the crack of a finite depth (in this case, again, a braking process), or the crack penetrates to the back surface and divides it. Laser brake processing is performed (for example, see
이와 같이 제1회째의 레이저 조사에 의해 스크라이브 라인을 형성하는 레이저 스크라이브 가공을 행하고, 이어서 제2회째의 레이저 조사에 의해 레이저 브레이크 처리를 행함으로써, 컬릿의 발생을 억제한 분단 가공이 가능해진다. 그러나, 레이저 스크라이브 가공, 즉 제1회째의 레이저 조사로 형성되는 스크라이브 라인이 얕으면, 나중의 레이저 브레이크 처리에 의해 크랙을 기판 이면까지 도달시키는 것이 곤란해진다. 그러므로, 레이저 브레이크 처리로 기판을 완전히 분단하려면, 레이저 스크라이브 가공시에, 깊은 스크라이브 라인을 형성해 두는 것이 필요해진다.Thus, by performing the laser scribing process which forms a scribe line by the 1st laser irradiation, and performing a laser brake process by the 2nd laser irradiation, the division process which suppressed generation | occurrence | production of a cullet becomes possible. However, when the scribe line formed by laser scribing, that is, the first laser irradiation, is shallow, it is difficult to reach the cracks to the back surface of the substrate by a later laser brake process. Therefore, in order to cut | disconnect a board | substrate completely by a laser brake process, it is necessary to form a deep scribe line at the time of a laser scribing process.
또한, 레이저 브레이크 처리로 기판을 완전 분단하지 않는 경우라도, 레이저 스크라이브 가공에 있어서 조금이라도 깊은 스크라이브 라인을 형성해 두는 편이, 나중의 레이저 브레이크 처리로 더욱 깊은 스크라이브 라인으로 하는 것을 간단히 할 수 있게 되기 때문에 바람직하다.In addition, even when the substrate is not completely divided by the laser brake process, it is preferable to form a scribe line at least a little deeper in the laser scribing process, since it becomes easier to make a deeper scribe line by a later laser brake process. Do.
그런데, 레이저 스크라이브 가공에 의해, 종래보다도 깊은 스크라이브 라인을 형성하려고 하면, 이제까지 스크라이브 라인을 형성하고 있었을 때의 가열 조건이나 냉각 조건을 변경할 필요가 있다. 구체적으로는, 레이저 출력을 높여 가열에 의한 입열량을 증대하거나, 냉각시의 냉매 분사량을 증대하거나 하여, 이제까지보다 깊이 방향의 온도차가 발생하기 쉬운 과격한 조건으로 하여, 기판에 발생하는 깊이 방향의 응력 구배를 크게 할 필요가 있다.By the way, when it is going to form a scribe line deeper than before by laser scribing, it is necessary to change the heating conditions and cooling conditions at the time when the scribe line was formed so far. Specifically, the stress in the depth direction generated in the substrate is increased by increasing the laser output to increase the amount of heat input by heating or to increase the amount of refrigerant injection during cooling, and to be a radical condition where a temperature difference in the depth direction tends to occur more than ever. The gradient needs to be increased.
그러나, 종래의 레이저 스크라이브 가공의 가공 순서인 채로, 응력 구배를 크게 하는 가열 조건, 냉각 조건으로 이행하려고 하면, 1회째의 레이저 조사로 깊은 스크라이브 라인을 형성하지 못하고, 대신에 크랙이 기판을 관통해 버려(관통 크랙이 형성되는 메커니즘으로 이행), 풀 컷 라인이 형성되게 되었다. 즉, 레이저 스크라이브 가공시의 가열 조건이나 냉각 조건을 적절히 선택함으로써, 얕은 스크라이브 라인은 비교적 용이하게 형성할 수 있지만, 깊은 스크라이브 라인을 형성하려고 하여, 가열 조건이나 냉각 조건을 이제까지 사용하고 있었던 조건으로부터 조금 과격한 조건으로 변경하려고 해도, 설정 가능한 가열 조건이나 냉각 조건의 범위가 존재하지 않거나, 존재했다고 해도 설정 가능한 범위(프로세스 윈도우)가 좁아 불안정하게 되어, 갑자기 풀 컷 라인이 형성되어 버리는 조건으로 이행해 버려, 생각한 대로의 깊은 스크라이브 라인을 형성하는 것이 곤란했다.However, when attempting to shift to a heating condition and a cooling condition that increase the stress gradient while maintaining the processing order of conventional laser scribing, the first laser irradiation does not form a deep scribe line, and instead the crack penetrates the substrate. Discarded (the transition to the mechanism through which penetrating cracks are formed), a full cut line is formed. That is, by appropriately selecting the heating conditions and cooling conditions at the time of laser scribing, a shallow scribe line can be formed relatively easily, but trying to form a deep scribe line, a little from the conditions which have previously used heating conditions and cooling conditions. Even if you try to change to extreme conditions, the range of settable heating conditions and cooling conditions does not exist, or even if they exist, the settable range (process window) is narrow and unstable, and the transition to the condition that a full cut line is formed suddenly occurs. It was difficult to form a deep scribe line as expected.
또한, 풀 컷 라인으로 이행해 버리는 문제와는 별개로,「앞질러 감」현상이 발생하기 쉬워지는 문제도 생긴다. 「앞질러 감」이란, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 예정 라인(L)의 시단 근방에 있어서, 시단에 형성된 초기 균열(TR)이 빔 스폿(BS)에 의해 가열되었을 때에, 빔 스폿(BS)에 의한 가열 영역을 기점으로 빔 스폿의 전방을 향하여 제어할 수 없는 방향으로 크랙(K)이 형성되는 현상이다. 「앞질러 감」이 발생하면, 스크라이브 예정 라인(L)을 따른 스크라이브 라인을 형성할 수 없게 되어, 스크라이브 라인의 직진성이 현저하게 손상되어 버린다.In addition to the problem of shifting to a full cut line, there is also a problem that the phenomenon of "falling ahead" easily occurs. As shown in FIG. 9, the term "preferred" means that the beam spot BS is formed when the initial crack TR formed at the start end is heated in the vicinity of the start end of the scribe scheduled line L. FIG. This is a phenomenon in which the crack K is formed in a direction that cannot be controlled toward the front of the beam spot starting from the heating region by. When "winding forward" occurs, the scribe line along the scribe scheduled line L cannot be formed, and the straightness of the scribe line is remarkably impaired.
깊은 스크라이브 라인을 형성하려, 가열 조건이나 냉각 조건을 이제까지보다도 과격한 가열 조건이나 냉각 조건으로 시프트 시킨 경우에, 이러한 「앞질러 감」이 발생하는 빈도가 높아진다.In order to form a deep scribe line, when the heating conditions or cooling conditions are shifted to more intense heating conditions or cooling conditions, the frequency of occurrence of such "winding over" increases.
그래서, 본 발명은, 제1로, 유한 깊이의 크랙으로 이루어지는 스크라이브 라인을, 이제까지보다도 충분히 깊게 형성할 수 있는 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is firstly to provide a processing method capable of forming a scribe line formed of a crack having a finite depth deeper than ever.
또한, 제2로, 풀 컷 라인이 아니라, 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 가열 조건이나 냉각 조건의 프로세스 윈도우를 넓혀, 안정되게 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, a 2nd object is to provide the processing method which can form the scribe line stably by widening the process window of the heating conditions and cooling conditions which can form a scribe line instead of a full cut line.
또한, 제3으로, 「앞질러 감」이 발생하기 어려운 스크라이브 라인의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, it aims at providing the processing method of the scribe line which is hard to generate | occur | produce "the rolling ahead" in 3rd.
또한, 본 발명은, 레이저 스크라이브 가공에 의해 기판에 스크라이브 라인을 형성하고, 이어서 레이저 브레이크 처리를 행하여 기판을 완전 분단하거나, 보다 깊은 스크라이브 라인을 형성하거나 하는 가공을, 안정되게 실행할 수 있는 취성 재료 기판의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 가공 단면의 단면 품질이 우수한 분단 가공을 안정되게 행할 수 있는 취성 재료 기판의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a brittle material substrate which can stably perform a process of forming a scribe line on a substrate by laser scribing and then performing a laser break treatment to completely divide the substrate or to form a deeper scribe line. An object of the present invention is to provide a processing method. Moreover, an object of this invention is to provide the processing method of a brittle material board | substrate which can stably perform the division process which was excellent in the cross-sectional quality of a process cross section.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 취성 재료 기판의 가공 방법은, 취성 재료 기판에 대하여, 기판단을 시단으로 하는 스크라이브 예정 라인을 설정하고, 스크라이브 예정 라인을 따라서 유한 깊이의 크랙을 형성하는 취성 재료 기판의 가공 방법으로서, 스크라이브 예정 라인의 상기 시단 근방에서, 그리고, 시단으로부터 기판 내측 방향으로 이격(離隔)된 스크라이브 예정 라인 상의 위치에, 커터 휠을 압접하여 시단으로부터 이격된 초기 균열을 형성하고, 레이저 조사에 의해 기판면에 형성되는 빔 스폿을, 시단으로부터 상기 초기 균열 상을 통과하면서 스크라이브 예정 라인을 따라서 상대 이동함으로써 연화(軟化) 온도 이하로 국소 가열하고, 이어서 국소 가열한 영역의 직후를 냉각함으로써, 초기 균열의 위치를 기점으로 하는 유한 깊이의 크랙을 스크라이브 예정 라인을 따라서 형성한다.In the method of processing the brittle material substrate of the present invention, which is made to solve the above problems, the brittle material which sets the scribe scheduled line having the substrate end as the starting end with respect to the brittle material substrate, and forms a crack of finite depth along the scribe scheduled line As a method of processing a material substrate, a cutter wheel is pressed to form an initial crack spaced from the start end near the start end of the scribe scheduled line and at a position on the scribe scheduled line spaced from the start end toward the substrate. The beam spot formed on the substrate surface by laser irradiation is locally heated to a softening temperature or less by relatively moving along the scribe scheduled line while passing through the initial crack phase from the start end, and then immediately after the locally heated area. By cooling, a finite depth from the initial crack position Cracks thereof are formed along the scribe line.
본 발명에 의하면, 스크라이브 예정 라인 상에 초기 균열을 형성할 때에, 초기 균열의 형성 위치를 취성 재료 기판의 기판단이 아니라, 기판단으로부터 조금 기판의 내측 방향으로 이격된 위치에 형성하고, 초기 균열을 기판단으로부터 분리시켜 둔다. 초기 균열은, 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 방향을 향하여 압접하도록 하여 형성하고, 초기 균열의 방향이 스크라이브 예정 라인의 라인 방향을 향하도록 한다. 이어서, 빔 스폿을 스크라이브 예정 라인을 따라서 상대 이동시킴으로써, 스크라이브 예정 라인의 시단으로부터, 초기 균열 상을 통과하도록 하여 기판을 국소 가열한다. 또한, 국소 가열한 영역의 직후를 냉각한다. 이때, 기판단에는 초기 균열이 존재하지 않기 때문에, 기판단으로부터 크랙이 진행하는 경우는 없다. 그리고, 빔 스폿이 기판단으로부터 전진하여, 조금 떨어진 위치의 초기 균열의 위가 가열되고(이때 초기 균열 표면에는 압축 응력이 가해져 균열은 진행되지 않음), 추가로 조금 전진하여, 초기 균열의 위가 냉각된 시점(이때 초기 균열 표면에는 인장 응력이 가해지고 초기 균열의 내부에는 압축 응력이 가해짐)에서, 초기 균열을 기점으로 하는 유한 깊이의 크랙이 형성되게 된다.According to the present invention, when forming an initial crack on a scribing scheduled line, the initial crack formation position is formed not at the substrate end of the brittle material substrate but at a position slightly spaced inward from the substrate end, and thus the initial crack. Is separated from the substrate end. The initial crack is formed by pressing the cutter wheel toward the direction of the scribe scheduled line, and the direction of the initial crack is directed to the line direction of the scribe scheduled line. The substrate is then locally heated by moving the beam spot relative along the scribe line, passing through the initial crack phase from the beginning of the scribe line. Furthermore, immediately after the locally heated region is cooled. At this time, since an initial crack does not exist in a board | substrate end, a crack does not advance from a board | substrate end. Then, the beam spot is advanced from the substrate end, and the top of the initial crack at a position slightly heated is heated (the initial crack surface is subjected to compressive stress and the crack does not proceed). At the point of cooling (the initial crack surface is subjected to tensile stress and the internal crack is subjected to compressive stress), fins of finite depth starting from the initial crack are formed.
이때, 기판단 근방에 전후 방향(스크라이브 예정 라인 방향)의 응력 분포가 형성되어 좌우로 찢으려고 하는 힘(풀 컷 라인을 유도하는 힘)이 작용했다고 해도, 기판단에 초기 균열이 형성되어 있지 않기 때문에, 기판단으로부터 진행하는 풀 컷 라인이 형성되는 일은 없다. 그리고, 일단, 초기 균열을 기점으로 하는 유한 깊이의 크랙이 형성되면, 그 후는, 빔 스폿의 주사에 수반하여 스크라이브 예정 라인 상을 유한 깊이의 크랙이 연속하여 형성되게 되어, 소망하는 스크라이브 라인이 형성된다. 이와 같이 풀 컷 라인이 형성되기 어려운 상황이 만들어지고 있기 때문에, 빔 스폿에 의한 가열 조건이나 냉각 조건을 이제까지보다도 과격한 조건으로 변경해도, 풀 컷 라인으로 이행하는 일이 없어지고, 대신에 깊은 스크라이브 라인이 형성되게 된다.At this time, even if the stress distribution in the front-rear direction (the scribe planned line direction) is formed in the vicinity of the substrate end and the force which tries to tear from side to side (the force for inducing a full cut line) acts, no initial crack is formed at the substrate end. Therefore, the full cut line which advances from a board | substrate end is not formed. Then, once a crack having a finite depth starting from the initial crack is formed, thereafter, a crack of finite depth is continuously formed on the scribe scheduled line with the scanning of the beam spot, and the desired scribe line is formed. Is formed. Since the situation in which a full cut line is hard to be formed is made in this way, even if the heating conditions and cooling conditions by a beam spot are changed into a more severe condition, it will not move to a full cut line, but instead a deep scribe line Will be formed.
본 발명에 의하면, 레이저 스크라이브시에, 풀 컷 라인이 형성되기 어려워져, 유한 깊이의 크랙으로 이루어지는 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 프로세스 윈도우(설정 가능한 가열 조건이나 냉각 조건의 범위)를 넓힐 수 있다. 그 결과, 안정되게 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 된다.According to the present invention, a full cut line is less likely to be formed during laser scribing, so that a process window (range of settable heating conditions and cooling conditions) capable of forming a scribe line composed of cracks of finite depth can be widened. As a result, the scribe line can be formed stably.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저 스크라이브의 가공 조건(가열 조건, 냉각 조건)을, 이제까지보다도 과격한 조건으로 변경해도 풀 컷 라인이 아니라, 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 되고, 그 결과, 이제까지 이상의 깊은 스크라이브 라인을 형성할 수 있다. 또한, 기판단에 크랙이 형성되지 않기 때문에, 「앞질러 감」의 발생을 억제할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, even if the processing conditions (heating conditions and cooling conditions) of the laser scribe are changed to more extreme conditions than before, a scribe line instead of a full cut line can be formed, and as a result, the deep scribe above Lines can be formed. In addition, since no crack is formed at the substrate end, the occurrence of "winding over" can be suppressed.
상기 발명에 있어서, 커터 휠로서, 날끝에 주기(周期) 홈이 형성된 홈부착 커터 휠을 이용해도 좋다.In the above invention, as the cutter wheel, a grooved cutter wheel in which a main groove is formed at the blade tip may be used.
또한, 상기 발명에 있어서, 스크라이브 예정 라인의 시단으로부터 초기 균열까지의 이격 거리가 2㎜∼7㎜이도록 해도 좋다.In the above invention, the separation distance from the beginning of the scribe scheduled line to the initial crack may be 2 mm to 7 mm.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 다른 취성 재료 기판의 가공 방법은, 취성 재료 기판에 설정한 제1 기판단으로부터 제2 기판단까지의 스크라이브 예정 라인을 따라서, 이하의 순서로 두 번의 레이저 조사를 행함으로써 기판을 가공한다.Moreover, the other brittle material substrate processing method made | formed in order to solve the said subject carries out two laser irradiation in the following order along the scribe plan line from the 1st board | substrate end set to the brittle material board | substrate to the 2nd board | substrate end. The substrate is processed by performing the process.
(a) 우선, 제1 기판단 근방의 스크라이브 예정 라인 상에, 제1 기판단으로부터 이격되도록 하여, 기판 내측에 제1 초기 균열을 형성하는 제1 초기 균열 형성 공정을 실행한다. (b) 이어서, 제1회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 제1 기판단측으로부터 스크라이브 예정 라인을 따라서 제2 기판단까지 상대 이동시켜 기판을 연화 온도 이하로 가열함과 함께, 빔 스폿의 통과 직후의 부위에 냉매를 분사하여 냉각하고, 스크라이브 예정 라인에 발생하는 깊이 방향의 응력 구배를 이용하여 스크라이브 예정 라인을 따라서 유한 깊이의 스크라이브 라인을 형성하는 레이저 스크라이브 공정을 실행한다.(a) First, a first initial crack forming step of forming a first initial crack inside the substrate is performed on the scribe scheduled line near the first substrate end so as to be spaced apart from the first substrate end. (b) Subsequently, the beam spot of the first laser irradiation is relatively moved from the first substrate end side along the scribe scheduled line to the second substrate end to heat the substrate below the softening temperature, and immediately after passing the beam spot. A laser scribe process is performed in which a coolant is sprayed on a portion of the sintered coolant to form a scribe line having a finite depth along the scribe line, using a stress gradient in the depth direction generated in the scribe line.
이때, 빔 스폿에 의한 가열 조건, 냉각 스폿에 의한 냉각 조건을, 적절히 선택함으로써, 깊이 방향의 응력 구배에 기초하여 형성되는 유한 깊이의 크랙으로 이루어지는 스크라이브 라인을 형성하도록 하여, 풀 컷 라인이 형성되지 않도록 한다. 구체적으로는, 기판 표면의 온도차가 너무 격해지는 가열 조건(예를 들면 레이저 출력 증대)이나 냉각 조건(예를 들면 냉매 분사량 증대)으로 하면, 스크라이브 라인보다도 풀 컷 라인이 되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 가열 조건이나 냉각 조건이 너무 과격한 조건이 되지 않도록 한다. 단, 제1 기판단에는 초기 균열이 형성되어 있지 않기 때문에, 기판단으로부터 시작되는 풀 컷 라인이 발생하기 어려워져 있고, 선택할 수 있는 프로세스 윈도우는 넓어져 있기 때문에, 종래보다도 온도차가 큰 가열 조건, 냉각 조건으로 레이저 스크라이브 가공을 할 수 있게 되어 있다.At this time, by appropriately selecting the heating condition by the beam spot and the cooling condition by the cooling spot, a scribe line composed of a finite depth crack formed based on the stress gradient in the depth direction is formed so that a full cut line is not formed. Do not. Specifically, when the heating condition (e.g. increase in laser output) or the cooling condition (e.g. increase in refrigerant injection amount) becomes too severe, the temperature tends to become a full cut line rather than a scribe line. Do not make heating or cooling conditions too extreme. However, since no initial crack is formed in the first substrate end, it is difficult to generate a full cut line starting from the substrate end, and the process window that can be selected is widened, so that heating conditions having a larger temperature difference than in the prior art, Laser scribe processing can be performed under cooling conditions.
(c) 이어서, 제1 기판단, 또는, 제1 기판단과 제1 초기 균열과의 사이의 스크라이브 예정 라인의 적어도 어느 한쪽에 제2 초기 균열을 형성하는 제2 초기 균열 형성 공정을 실행한다.(c) Next, a second initial crack forming step of forming a second initial crack on at least one of the first substrate end or a scribe scheduled line between the first substrate end and the first initial crack is performed.
이에 따라, 다음의 레이저 브레이크 공정 시에 크랙의 진행 방향을 유도하는 절단 선을 제1 기판단 근방에 형성해 둔다.Thereby, the cutting line which guides the advancing direction of a crack at the next laser brake process is formed in the vicinity of a 1st board | substrate end.
(d) 이어서, 제2회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 스크라이브 라인을 따라서 제1 기판단으로부터 제2 기판단까지 상대 이동시켜 스크라이브 라인을 더욱 깊게 침투시키거나, 또는, 완전히 분단시키는 레이저 브레이크 공정을 실행한다.(d) Subsequently, a laser brake process is performed in which the beam spot of the second laser irradiation is relatively moved along the scribe line from the first substrate end to the second substrate end to further infiltrate the scribe line further, or to divide it completely. Run
이에 따라, 제1 기판단으로부터 제2 기판단까지 크랙이 진행하여, 확실히 크랙을 형성할 수 있게 되고, 게다가 제2 초기 균열에 의해 제1 기판단 근방에 형성되는 크랙의 진행 방향을 유도할 수 있기 때문에, 「앞질러 감」과 같은 제어할 수 없는 크랙이 형성되는 것을 막을 수 있다.As a result, cracks progress from the first substrate end to the second substrate end, thereby making it possible to form a crack reliably, and furthermore, the direction in which the cracks are formed near the first substrate end by the second initial crack can be induced. As a result, uncontrollable cracks such as "winding over" can be prevented from being formed.
이 발명에 의하면, 레이저 스크라이브 공정으로 형성된 스크라이브 라인을, 깊은 스크라이브 라인으로 할 수 있고, 혹은 간단히 분단 가공을 할 수 있게 된다.According to this invention, the scribe line formed by the laser scribing process can be made into a deep scribe line, or it can become a parting process simply.
또한, 레이저 스크라이브 가공시에, 설정 가능한 프로세스 윈도우(가공 조건으로서 설정할 수 있는 범위)를 넓게 할 수 있게 되기 때문에, 이제까지보다도 과격한 가열 조건, 냉각 조건을 이용하여, 보다 깊은 스크라이브 라인을 형성할 수 있다. 또한, 깊은 스크라이브 라인을 형성함으로써, 레이저 브레이크 처리시에, 설정 가능한 프로세스 윈도우(가공 조건으로서 설정할 수 있는 범위)가 넓어져, 풀 컷으로 이행하는 일 없이, 안정되게 스크라이브 라인을 보다 깊게 형성하거나, 안정되게 완전 분단하거나 할 수 있다.In addition, since the process window (range that can be set as a processing condition) that can be set can be widened at the time of laser scribing, a deeper scribe line can be formed using more intense heating and cooling conditions than ever before. . In addition, by forming a deep scribe line, the settable process window (the range that can be set as a processing condition) is widened during the laser brake processing, and the scribe line can be stably formed deeper without shifting to a full cut, It can be completely segmented or stable.
상기 발명의 (c)의 제2 초기 균열 형성 공정에 있어서, 제2 초기 균열은 제1 기판단으로부터 제1 초기 균열까지 상기 스크라이브 예정 라인을 따라서 연속하여 형성되도록 해도 좋다.In the second initial crack formation step of (c) of the invention, the second initial crack may be formed continuously along the scribe scheduled line from the first substrate end to the first initial crack.
이에 따라, 다음의 레이저 브레이크 공정 시에, 제1 기판단으로부터 제1 초기 균열까지 스크라이브 예정 라인을 따라서, 크랙이 진행하게 되어, 앞질러 감 현상을 완전히 없앨 수 있다.As a result, during the next laser break process, the crack progresses along the scribe scheduled line from the first substrate end to the first initial crack, thereby completely eliminating the winding phenomenon.
또한, 상기 발명에 있어서, 제1 초기 균열 및 제2 초기 균열은 커터 휠을 압접함으로써 형성되도록 해도 좋다. 이에 따라, 기판단으로부터 이격된 기판면 상이라도 가는 절단 선의 초기 균열을, 확실히 형성할 수 있다.In the above invention, the first initial crack and the second initial crack may be formed by pressing the cutter wheel. Thereby, the initial stage crack of a thin cutting line can be reliably formed even on the board surface separated from the board | substrate end.
특히, 날끝에 주기 홈이 형성된 커터 휠을 이용함으로써, 기판면에 대하여 날끝이 미끄러지기 어려워져, 기판단으로부터 이격된 위치에 초기 균열을 형성할 때에, 짧은 거리(1㎜∼2㎜ 정도)를 전동(轉動)시키는 것만으로 확실히 안정된 초기 균열을 형성할 수 있다. 날끝에 주기 홈이 형성된 홈부착 커터 휠로서는, 구체적으로는 미츠보시다이아몬드코교 가부시키가이샤 제조의 고(高)침투 날끝 「페넷(penett)」(등록 상표)이나 「APIO」(등록 상표)를 이용할 수 있다.In particular, by using a cutter wheel having a periodic groove formed at the tip of the blade, the tip of the blade is less likely to slip with respect to the substrate surface. Only by rolling, stable initial cracking can be formed. As a grooved cutter wheel having a cycle groove formed at the blade tip, specifically, a high penetrating blade tip "penett" (registered trademark) or "APIO" (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Diamond Co., Ltd. can be used. Can be.
또한, 상기 발명에 있어서, 제1 초기 균열은 커터 휠을 압접함으로써 형성되고, 제2 초기 균열은 제1 초기 균열 상으로부터 제1 기판단측을 향한 레이저의 부분적인 조사에 의해 형성되도록 해도 좋다.In the above invention, the first initial crack may be formed by pressing the cutter wheel, and the second initial crack may be formed by partial irradiation of the laser from the first initial crack phase toward the first substrate end side.
이에 따르면, 기판 상의 제1 초기 균열은 커터 휠에 의해, 가는 절단 선의 초기 균열을, 확실히 형성할 수 있다. 또한, 제2 초기 균열에 대해서는, 제1 초기 균열이 이미 형성되어 있기 때문에, 제1 초기 균열 상으로부터 제1 기판단측을 향한 레이저의 부분적인 조사에 의해, 크랙을 진행시킴으로써, 제2 초기 균열을 유도할 수 있다.According to this, the 1st initial stage crack on a board | substrate can reliably form the initial stage crack of a thin cutting line by a cutter wheel. In addition, since the first initial crack is already formed in the second initial crack, the second initial crack is caused by advancing the crack by partial irradiation of the laser from the first initial crack image toward the first substrate end side. Can be derived.
또한, 상기 발명에 있어서, 제2 초기 균열은 제1 초기 균열보다도 깊게 형성하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면 제2 초기 균열을 형성할 때의 커터 휠의 압접력을 제1 초기 균열 때보다도 강하게 하면 좋다.In the above invention, the second initial crack may be formed deeper than the first initial crack. Specifically, for example, the pressing force of the cutter wheel when forming the second initial crack may be stronger than the first initial crack.
이에 따라, 이어서 행해지는 레이저 브레이크 공정에서 크랙의 깊이를 간단히 깊게 할 수 있게 된다.This makes it possible to simply deepen the depth of the crack in the subsequent laser brake process.
도 1은 본 발명의 기판 가공 방법을 실시할 때에 이용하는 기판 가공 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 주기 홈부착 커터 휠의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태인 가공 방법의 동작 순서의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태인 가공 방법의 동작 순서의 일부를 나타내는 도면이다.
도 5는 레이저 브레이크 처리 시에 형성하려고 하는 응력 구배를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 형태인 가공 방법의 동작 순서의 일부를 나타내는 도면이다.
도 7은 유한 깊이의 크랙이 형성되는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 풀 컷 라인이 형성되는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 9는 기판단에서 발생하는 앞질러 감 현상을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the substrate processing apparatus used when implementing the substrate processing method of this invention.
2 is a view showing the configuration of a cutter wheel with a periodic groove.
It is a figure which shows a part of the operation procedure of the machining method which is one Embodiment of this invention.
It is a figure which shows a part of the operation procedure of the machining method which is one Embodiment of this invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a stress gradient to be formed during laser brake processing.
It is a figure which shows a part of the operation procedure of the machining method which is another embodiment of this invention.
7 is a cross-sectional view schematically showing a mechanism in which cracks of a finite depth are formed.
8 is a perspective view and a plan view schematically showing a mechanism in which a full cut line is formed.
FIG. 9 is a diagram illustrating a winding phenomenon occurring at the substrate end. FIG.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)Best Mode for Carrying Out the Invention [
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on drawing.
맨 처음에, 본 발명의 가공 방법을 실시할 때에 이용하는 기판 가공 장치의 일 예에 대해서 설명한다.First, an example of the substrate processing apparatus used when implementing the processing method of this invention is demonstrated.
도 1은 본 발명의 가공 방법을 실시할 수 있는 기판 가공 장치(LS1)의 개략 구성도이다. 여기에서는 유리 기판을 가공하는 경우를 예로 설명하지만, 실리콘 기판 등의 취성 재료 기판이라도 동일하다.1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus LS1 capable of implementing the processing method of the present invention. Although the case where a glass substrate is processed is demonstrated as an example here, even if it is a brittle material substrate, such as a silicon substrate.
우선, 기판 가공 장치(LS1)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 수평인 가대(架臺,stand; 1) 상에 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일(3, 4)을 따라서, 도 1의 지면 전후 방향(이하 Y방향이라고 함)으로 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(2)이 형성되어 있다. 양 가이드 레일(3, 4)의 사이에, 스크루 나사(5)가 전후 방향을 따라서 배치되고, 이 스크루 나사(5)에, 슬라이드 테이블(2)에 고정된 스테이(6)가 나사 결합되어 있어, 스크루 나사(5)를 모터(도시 외)에 의해 정, 역회전함으로써, 슬라이드 테이블(2)이 가이드 레일(3, 4)을 따라서 Y방향으로 왕복 이동하도록 형성되어 있다.First, the whole structure of the substrate processing apparatus LS1 is demonstrated. A slide table which reciprocates in the front and rear direction of the paper (hereinafter referred to as the Y-direction) of FIG. 1 along a pair of
슬라이드 테이블(2) 상에, 수평인 대좌(pedestal;7)가 가이드 레일(8)을 따라서, 도 1의 좌우 방향(이하 X방향이라고 함)으로 왕복 이동하도록 배치되어 있다. 대좌(7)에 고정된 스테이(10a)에, 모터(9)에 의해 회전하는 스크루 나사(10)가 관통 나사 결합되어 있어, 스크루 나사(10a)가 정, 역회전함으로써, 대좌(7)가 가이드 레일(8)을 따라서, X방향으로 왕복 이동한다.On the slide table 2, a
대좌(7) 상에는, 회전 기구(11)에 의해 회전하는 회전 테이블(12)이 형성되고 있고, 이 회전 테이블(12)의 위에, 유리 기판(A)이 수평인 상태로 부착된다. 이 유리 기판(A)은, 예를 들면, 작은 단위 기판을 잘라내기 위한 마더 기판(mother substrate)이다. 회전 기구(11)는, 회전 테이블(12)을, 수직인 축의 주위로 회전시키도록 되어 있고, 기준 위치에 대하여 임의의 회전 각도가 되도록 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 유리 기판(A)은, 흡인 척(chuck)에 의해 회전 테이블(12)에 고정된다.On the
회전 테이블(12)의 상방에는, 레이저 장치(13)와 광학 홀더(14)가 부착 프레임(15)에 보지(保持,holding)되어 있다.Above the rotary table 12, the
레이저 장치(13)는, 취성 재료 기판의 가공용으로서 일반적인 것을 사용하면 좋고, 구체적으로는 엑시머 레이저, YAG 레이저, 탄산 가스 레이저 또는 일산화 탄소 레이저 등이 사용된다. 유리 기판(A)의 가공에는, 유리 재료의 에너지 흡수 효율이 큰 파장의 빛을 발진(發振)하는 탄산 가스 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.The
레이저 장치(13)로부터 출사된 레이저 빔은, 빔 형상을 조정하기 위한 렌즈 광학계가 조입된 광학 홀더(14)에 의해, 미리 설정한 형상의 빔 스폿이 유리 기판(A) 상에 조사된다. 빔 스폿의 형상에 대해서는, 장축을 갖는 형상(타원 형상, 장원 형상 등)이, 스크라이브 예정 라인을 따라서 효율 좋게 가열할 수 있는 점에서 우수하지만, 연화 온도보다도 저온에서 가열할 수 있는 형상이면, 빔 스폿의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 타원 형상의 빔 스폿이 형성되도록 되어 있다.As for the laser beam radiate | emitted from the
부착 프레임(15)에는, 광학 홀더(14)에 근접하여, 냉각 노즐(16)이 형성되어 있다. 냉각 노즐(16)로부터는 냉매가 분사된다. 냉매에는, 냉각수, 압축 공기, He 가스, 탄산 가스 등을 이용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 압축 공기를 분사하도록 되어 있다. 냉각 노즐(16)로부터 분사되는 냉각 매체는, 빔 스폿의 좌단으로부터 조금 떨어진 위치로 향해져, 유리 기판(A)의 표면에 냉각 스폿을 형성하도록 되어 있다.In the
또한, 부착 프레임(15)에는, 주기 홈부착의 커터 휠(18)이, 승강 기구(17)를 개재하여 부착되어 있다. 이 커터 휠(18)은, 유리 기판(A)에 초기 균열(Tr)을 형성할 때에, 유리 기판(A)의 상방으로부터 일시적으로 하강하도록 하여 이용된다.Moreover, the
도 2는 주기 홈부착 커터 휠의 모식도이고, 도 2(a)는 정면도, 도 2(b)는 측면도이다. 이 주기 홈부착 커터 휠(18)은, 날끝(18a)을 따라서 주기적으로 홈(18b)이 절결되어 있다(또한, 도 2에서는 설명의 편의상, 날끝(18)에 대한 홈(18b)의 크기가, 실제보다도 과장하여 그려져 있음). 구체적으로는 1∼20㎜의 휠 지름에 따르서, 홈 피치를 20㎛∼200㎛의 범위에서 형성하도록 되어 있다. 또한, 홈 깊이는 2㎛∼2500㎛로 되어 있다.Fig. 2 is a schematic view of a cutter wheel with a periodic groove, Fig. 2 (a) is a front view, and Fig. 2 (b) is a side view. The
이러한 특수 날끝의 커터 휠을 이용함으로써, 홈이 없는 통상의 커터 휠보다도 깊게 침투한 크랙을 형성하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 기판면에 대하여 날끝이 미끄러지기 어려워지기 때문에, 초기 균열을 형성할 때에, 짧은 거리(1㎜∼2㎜ 정도)를 전동시키는 것만으로 기판면에 초기 균열을 확실히 형성할 수 있도록 되어 있다.By using such a cutter blade of a special blade tip, it is possible not only to form a crack penetrating deeper than a normal cutter wheel without a groove, but also to make the blade tip less slippery with respect to the substrate surface. The initial crack can be reliably formed in the substrate surface only by rolling the distance (about 1 mm to 2 mm).
또한, 기판 가공 장치(LS1)에는, 미리 유리 기판(A)에 각인되어 있는 위치 결정용의 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 검출할 수 있는 카메라(20)가 탑재되고 있어, 카메라(20)에 의해 검출된 얼라인먼트 마크의 위치로부터, 기판(A) 상에 설정하는 스크라이브 예정 라인의 위치와 회전 테이블(12)과의 대응 위치 관계를 구하여, 커터 휠(18)의 하강 위치나 레이저 빔의 조사 위치가 스크라이브 예정 라인 상에 오도록, 정확히 위치 결정할 수 있도록 되어 있다.Moreover, the
다음으로, 상기 기판 가공 장치(LS1)에 의한 가공 동작 순서에 대해서 설명한다. 도 3은 제1회 레이저 조사에 의해 유한 깊이의 스크라이브 라인을 형성할 때까지의 레이저 스크라이브 가공의 가공 동작 순서를 나타내는 도면이고, 도 4는 제2회째 레이저 조사에 의해 레이저 브레이크 처리를 행할 때까지의 가공 동작 순서를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3, 도 4에서는 도 1의 요부만을 도시하고 있다.Next, the processing operation procedure by the said substrate processing apparatus LS1 is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing a processing operation procedure of laser scribing until a scribe line having a finite depth is formed by the first laser irradiation, and FIG. 4 until the laser brake process is performed by the second laser irradiation. It is a figure which shows the processing operation procedure of a. 3 and 4 show only the main parts of FIG. 1.
우선, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(A)이 회전 테이블(12)의 위에 올려놓여지고, 흡인 척에 의해 고정된다. 카메라(20)(도 1)에 의해 유리 기판(A)에 각인되어 있는 얼라인먼트 마크(도시하지 않음)가 검출되고, 그 검출 결과에 기초하여, 스크라이브 예정 라인과, 회전 테이블(12), 슬라이드 테이블(2), 대좌(7)와의 위치가 관계지어진다. 그리고 회전 테이블(12) 및 슬라이드 테이블(2)을 작동하여, 커터 휠(18)의 날끝 방향이 스크라이브 예정 라인의 방향으로 나란히 서도록 위치가 조정된다.First, as shown to Fig.3 (a), the glass substrate A is mounted on the rotating table 12, and is fixed by the suction chuck. The alignment mark (not shown) imprinted on the glass substrate A is detected by the camera 20 (FIG. 1), and based on the detection result, the scribing scheduled line, the rotation table 12, and the slide table (2), the position with the
이어서, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 대좌(7)(도 1)를 작동하여 회전 테이블(12)을 이동하고, 유리 기판(A)에 있어서의 제1 초기 균열을 형성하려고 하는 제1 기판단(A1)의 근방에서 그리고 제1 기판단(A1)으로부터 이격된 위치의 상방에, 커터 휠(18)이 오도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (b), the base 7 (FIG. 1) is operated to move the
이어서, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(17)를 작동하여 커터 휠(18)을 하강한다. 그리고 기판(A)에 날끝을 압접하도록 하여 제1 초기 균열(Tr1)을 형성한다. 이때 대좌(7)를 2㎜ 정도 이동하여 기판 상에서 커터 휠(18)을 전동시켜, 안정된 제1 초기 균열(Tr1)을 확실히 형성한다.Next, as shown in FIG.3 (c), the
이어서, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(17) 및 회전 테이블(12)을 원래의 위치(도 3(a)의 위치)로 되돌려, 레이저 장치(13)를 작동하여 레이저 빔을 조사한다. 또한 냉각 노즐(16)로부터 냉매를 분사한다. 이때 조사하는 레이저 출력이나 냉매 분사량 등의 가열 조건, 냉각 조건은, 제1 초기 균열(Tr1)의 위치에 관통 크랙이 발생하지 않는(즉 풀 컷이 되지 않는) 범위 내에서 설정한다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (d), the
제1 초기 균열(Tr1)을 기판단(제1 기판단(A1))으로부터 이격시켜 기판 내측 위치에 형성하고 있기 때문에, 제1 기판단(A1)에 좌우로 찢으려고 하는 힘(풀 컷 상태로 하는 힘)이 작용했다고 해도, 제1 기판단(A1)은 크랙 발생이 곤란한 상태로 되어 있기 때문에, 기판단(A1)에 미리 초기 균열이 형성되어 있는 경우에 비하여, 풀 컷이 되기 어렵다. 또한, 조사하는 레이저 출력이나 냉매 분사량 등의 가열 조건, 냉각 조건에 대해서는, 풀 컷이 되지 않는 조건을 선택할 수 있는 프로세스 윈도우가 넓어지고 있다. 따라서, 설정하는 가열 조건이나 냉각 조건으로서는, 초기 균열이 기판단에 형성되어 있을 때보다도 과격한 조건, 즉 스크라이브 라인을 깊게 형성할 수 있는 조건을 선택해도 좋다.Since the first initial crack Tr1 is spaced apart from the substrate end (first substrate end A1) and formed at the substrate inner position, a force (in a full cut state) that attempts to tear left and right on the first substrate end A1. Even though the first substrate end A1 is in a difficult state of cracking, even when an initial crack is formed, the first substrate end A1 is less likely to have a full cut than the case where an initial crack is formed in the substrate end A1 in advance. Moreover, the process window which can select the conditions which are not full cut about heating conditions, such as the laser output to be irradiated, the refrigerant injection quantity, and cooling conditions, is widening. Therefore, as setting heating conditions and cooling conditions, you may select radical conditions, ie, conditions which can form a scribe line deeper, than when the initial stage crack is formed in the board | substrate edge.
이어서, 도 3(e)에 나타내는 바와 같이, 대좌(7)를 이동하여, 기판(A) 상에 형성되는 레이저 빔의 빔 스폿, 및, 냉각 노즐(16)로부터의 냉매에 의한 냉각 스폿이, 스크라이브 예정 라인을 따라서 주사되도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 3E, the
이상의 동작에 의해, 기판(A)에는, 제1 초기 균열(Tr1)의 위치를 기점으로 하는, 유한 깊이의 크랙(Cr)으로 이루어지는 스크라이브 라인이 형성된다. 그리고, 이때 관통 크랙이 되지 않는 범위에서 레이저의 가열 조건이나 냉매에 의한 냉각 조건을 적절히 선택(즉 풀 컷이 되지 않는 범위에서 과격한 조건)함으로써, 이제까지 곤란했던 깊은 스크라이브 라인을 형성할 수 있다. 또한, 기판(A)의 제1 초기 균열(Tr1)측의 기판단(제1 기판단(A1))에는, 크랙(Cr)이 형성되어 있지 않은 영역이 존재하게 된다.By the above operation | movement, the scribe line which consists of the crack Cr of a finite depth starting from the position of the 1st initial stage crack Tr1 is formed in the board | substrate A. As shown in FIG. At this time, by selecting the heating conditions of the laser and the cooling conditions by the coolant appropriately (ie, the violent conditions in the range where the full cut is not performed) within the range where the through crack is not achieved, a deep scribe line that has been difficult until now can be formed. Moreover, the area | region in which the crack Cr is not formed exists in the board | substrate end (1st board | substrate end A1) of the board | substrate A on the 1st initial stage crack Tr1 side.
다음으로 레이저 브레이크 처리에 대해서 설명한다.Next, the laser brake process will be described.
도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 회전 테이블(12)을 원래의 위치(도 3(a)의 위치)로 되돌려, 승강 기구(17)를 작동하여 커터 휠(18)을 하강해 둔다.As shown to Fig.4 (a), the rotary table 12 is returned to the original position (position of Fig.3 (a)), and the
이어서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(A)과 커터 휠(18)이 가까워지도록 이동하고, 제1 기판단(A1)에 커터 휠(18)을 대어, 기판단에 제2 초기 균열(Tr2)을 형성한다. 이때 테이블(12)을 계속 이동하여, 제2 초기 균열(Tr2)이 제1 초기 균열(Tr1)까지 연속하도록 해도 좋다.Subsequently, as shown in FIG.4 (b), it moves so that the board | substrate A and the
또한, 압접력을 바꿈으로써 제2 초기 균열(Tr2)을 제1 초기 균열(Tr1)보다도 깊게 형성해 두도록 해도 좋다. 이 경우는, 후술하는 바와 같이 크랙을 깊게 침투시키는 것을 더욱 간단히 할 수 있게 된다.The second initial crack Tr2 may be formed deeper than the first initial crack Tr1 by changing the pressure welding force. In this case, as described later, penetrating the crack deeply can be made simpler.
이어서, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(17) 및 회전 테이블(12)(대좌(7))을 원래의 위치(도 3(a)의 위치)로 되돌려, 레이저 장치(13)를 작동하여 레이저 빔을 조사한다. 이때 조사하는 레이저 출력 등의 가열 조건에 대해서는 후술한다.Subsequently, as shown in FIG.4 (c), the
이어서, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(A)을 이동하여, 기판(A) 상에 형성되는 빔 스폿을, 스크라이브 라인을 따라서 제1 기판단(A1)으로부터 제2 기판단(A2)을 향하여 주사한다. 이에 따라 제2 초기 균열(Tr2)(즉 제1 기판단(A1))이 기점이 되어 깊은 크랙(Cr2)이 크랙(Cr)(스크라이브 라인)을 따라서 진행되어 가기 때문에, 이제까지보다 깊은 스크라이브 라인이 제2 기판단(A2)까지 형성되게 된다.Subsequently, as shown in FIG.4 (d), the board | substrate A is moved and the beam spot formed on the board | substrate A is moved from the 1st board | substrate end A1 to the 2nd board | substrate end A2 along a scribe line. Inject). As a result, since the second initial crack Tr2 (that is, the first substrate end A1) starts and the deep crack Cr2 proceeds along the crack Cr (scribe line), the scribe line deeper than ever is The second substrate end A2 is formed.
여기에서, 레이저 브레이크 처리시의 가열 조건에 대해서 설명한다. 레이저 출력 등의 가열 조건에 대해서는, 제1회째 레이저 조사 때와 동일해도 좋지만, 이하와 같이 설정하는 것이 바람직하다.Here, the heating condition at the time of laser brake process is demonstrated. About heating conditions, such as a laser output, although it may be the same as the time of 1st laser irradiation, it is preferable to set as follows.
레이저 브레이크 처리에서는 주사 속도를 제1회째 레이저 조사 때보다도 빨리 하여, 스크라이브 라인 상의 각 점에서의 가열 시간을 짧게 하고(레이저 출력은 높게 설정함), 스크라이브 라인의 표층을 단시간만 가열하도록 설정한다. 이것은 기판 표층과 기판 내부와의 사이에서 크랙(Cr)을 깊게 침투시키기 위한 응력 구배를 형성하기 위해서이다.In the laser brake process, the scanning speed is set faster than the first laser irradiation, the heating time at each point on the scribe line is shortened (laser output is set high), and the surface layer of the scribe line is set to heat only for a short time. This is for forming a stress gradient for deeply penetrating the crack Cr between the substrate surface layer and the inside of the substrate.
도 5는, 레이저 브레이크 처리시에 형성하려고 하는 응력 구배를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 기판 표층을 단시간 가열하여, 가열 영역(H)을 형성한다. 그러면, 기판 표층에 큰 압축 응력(HR)이 형성되고, 그 영향을 받아 기판 내부에는, 반대로 인장 응력(CR)이 발생한다. 기판 내부에 크랙(Cr)이 존재하면, 인장 응력은 크랙(Cr)의 선단에 집중하게 되고, 그 결과, 크랙(Cr)은, 더욱 깊게 침투하게 된다.5 is a cross-sectional view schematically showing a stress gradient to be formed during laser brake processing. The substrate surface layer is heated for a short time to form the heating region (H). Then, large compressive stress HR is formed in the substrate surface layer, and under the influence, tensile stress CR is generated inside the substrate. If crack Cr exists inside a board | substrate, tensile stress will concentrate on the front-end | tip of crack Cr, As a result, crack Cr will penetrate deeper.
기판 표층의 가열 시간을 길게 해나가면, 기판 내부에 열이 전달되어 깊이 방향으로 발생하는 온도차가 작아진다. 그 결과, 깊이 방향의 응력 구배가 약해져 버린다. 따라서, 레이저 브레이크 처리에서는, 기판 표층에 압축 응력, 기판 내부에 인장 응력이 형성되기 쉬운 가열 조건, 냉각 조건을 설정하기 위해, 기판이 연화하지 않는 온도 범위에서, 단시간 내에 강하게 가열하는 가열 조건을 선택하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 가열 전에, 미리 냉매를 분사하여 냉각해 둠으로써, 깊이 방향의 온도차를 크게 하여, 기판 내부에 인장 응력이 발생하기 쉽게 해도 좋다.When the heating time of the substrate surface layer is lengthened, heat is transferred to the inside of the substrate, and the temperature difference generated in the depth direction becomes small. As a result, the stress gradient in the depth direction is weakened. Therefore, in the laser brake process, in order to set the compressive stress in the substrate surface layer, the heating condition in which the tensile stress is easily formed in the substrate, and the cooling condition, the heating condition that is strongly heated within a short time is selected in a temperature range in which the substrate is not softened. It is desirable to. In addition, by cooling the refrigerant by blowing it in advance before heating, the temperature difference in the depth direction may be increased, and tensile stress may be easily generated inside the substrate.
또한, 제2 초기 균열을 제1 초기 균열보다도 깊게 함으로써, 더욱 깊은 스크라이브 라인을 간단히 만들 수 있는 이유에 대해서 설명한다.In addition, the reason why the deeper scribe line can be easily made by making the second initial crack deeper than the first initial crack will be described.
제1 기판단(A1) 근방에 형성된 깊은 제2 초기 균열(Tr2)을 레이저 브레이크 처리의 개시단으로 함으로써, 인장 응력이 집중되는 크랙 선단의 초기 위치를 기판의 깊은 위치로 할 수 있다. 이 상태에서, 레이저 조사를 행함으로써, 기판 표층에 강한 압축 응력을 부여한다. 이에 따라, 깊은 위치의 크랙 선단에 인장 응력이 집중하게 되고, 또한, 기판 표면으로부터 크랙 선단까지의 거리가 어느 정도 길수록, 크랙을 넓히려고 하는 큰 힘(모멘트)이 크랙 선단을 찢는 방향으로 작용하게 되기 때문에, 크랙이 간단히 깊게 침투하게 된다.By setting the deep second initial crack Tr2 formed near the first substrate end A1 as the start end of the laser brake treatment, the initial position of the crack tip where the tensile stress is concentrated can be made the deep position of the substrate. In this state, by performing laser irradiation, a strong compressive stress is imparted to the substrate surface layer. As a result, the tensile stress is concentrated on the crack tip at the deep position, and the longer the distance from the substrate surface to the crack tip is, the greater the force (moment) trying to widen the crack acts in the direction of tearing the crack tip. As a result, the crack simply penetrates deeply.
이와 같이, 레이저 브레이크 처리시에, 제1 기판단에 형성한 깊은 제2 초기 균열로부터 제2 기판단을 향하여 제2회째의 레이저 조사를 함으로써, 이제까지 이상의 깊은 크랙(Cr2)으로 이루어지는 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 되고, 또한, 크랙(Cr2)이 이면까지 도달했을 경우에는 레이저 브레이크 처리에 의해 기판을 완전 분단할 수 있게 된다.In this manner, during the laser brake process, the second laser irradiation from the deep second initial crack formed at the first substrate end toward the second substrate end forms a scribe line made of the above-described deep crack Cr2. When the crack Cr2 reaches the rear surface, the substrate can be completely divided by the laser brake process.
이 메커니즘에 의해 형성된 분단면은, 매우 아름답고, 게다가 직진성이 우수하여, 가공 단면으로서 이상적인 상태가 되어 있다.The divided surface formed by this mechanism is very beautiful, and also has excellent straightness, and is in an ideal state as a processing cross section.
다음으로, 본 발명의 제2의 실시 형태인 가공 방법에 대해서 설명한다. 여기에서는 제2 초기 균열(Tr2)을 레이저 조사에 의해 형성한다. 도 6은 제2의 실시 형태인 가공 방법의 레이저 브레이크 공정의 가공 동작 순서를 나타내는 도면이다. 또한, 레이저 스크라이브 공정까지는 도 3과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.Next, the processing method which is 2nd embodiment of this invention is demonstrated. Here, the second initial crack Tr2 is formed by laser irradiation. It is a figure which shows the machining operation procedure of the laser brake process of the machining method which is 2nd Embodiment. In addition, since a laser scribe process is the same as FIG. 3, description is abbreviate | omitted.
도 3(e)까지와 동일한 레이저 스크라이브 가공에 의해, 기판(A)에는, 제1 초기 균열(Tr1)의 위치를 기점으로 하는 유한 깊이의 크랙(Cr)으로 이루어지는 스크라이브 라인이 형성되어 있다. 이 상태에서 레이저 브레이크 처리로 이행한다.By the same laser scribing process as to FIG. 3 (e), the scribe line which consists of the fin Cr of the finite depth starting from the position of the 1st initial stage crack Tr1 is formed in the board | substrate A. FIG. In this state, the process shifts to laser brake processing.
도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 회전 테이블(12)을 조금 되돌려, 광학 홀더(14)의 하방에 제1 초기 균열(Tr1)이 오도록 한다.As shown to Fig.6 (a), the rotation table 12 is returned a little so that the 1st initial stage crack Tr1 may come under the
이어서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 레이저 장치(13)를 작동하여 레이저 빔을 조사하여, 제1 초기 균열(Tr1)을 가열함과 함께, 회전 테이블(12)(대좌(7))을 이동하여, 빔 스폿을 제1 기판단(A1)측으로 이동한다. 이에 따라, 제1 초기 균열(Tr1)로부터 제1 기판단(A1)을 향하여 크랙이 진행하게 되고, 제1 기판단(A1)으로부터 제1 초기 균열까지 연속하도록 제2 초기 균열(Tr2)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 6 (b), the
이어서, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 회전 테이블(12)(대좌(7))을 원래의 위치(도 3(a)의 위치)로 되돌려, 레이저 장치(13)를 작동하여 레이저 빔을 조사한다.Subsequently, as shown in Fig. 6 (c), the turntable 12 (base 7) is returned to its original position (position in Fig. 3 (a)), and the
이어서, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(A)을 이동하여, 기판(A) 상에 형성되는 빔 스폿을, 스크라이브 라인을 따라서 제1 기판단(A1)으로부터 제2 기판단(A2)을 향하여 주사한다. 이에 따라 제2 초기 균열(Tr2)(즉 제1 기판단(A1))이 기점이 되어 깊은 크랙(Cr2)이 크랙(Cr)(스크라이브 라인)을 따라서 진행되어 가고, 깊은 스크라이브 라인이 제2 기판단(A2)까지 형성되게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 6 (d), the substrate A is moved, and the beam spot formed on the substrate A is moved from the first substrate end A1 to the second substrate end A2 along the scribe line. Inject). As a result, the second initial crack Tr2 (that is, the first substrate end A1) is started, and the deep crack Cr2 proceeds along the crack Cr (scribe line), and the deep scribe line is moved to the second group. The determination is made up to A2.
또한, 전술한 2개의 실시 형태에서는, 모두 제2 초기 균열이 제1 초기 균열에 연속하도록 형성했지만, 초기 균열끼리가 어느 정도 접근해 있으면, 연속하고 있지 않은 경우라도 레이저 브레이크 처리의 결과, 연속한 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 제2 초기 균열을 제1 기판단에 형성한 것만으로도, 제1 초기 균열까지의 거리가 충분히 가까우면 연속한 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 된다.In the two embodiments described above, both the second initial cracks were formed to be continuous with the first initial cracks, but if the initial cracks approached to some extent, even if they were not continuous, as a result of the laser brake treatment, the continuous It is possible to form a scribe line. Further, even if the second initial crack is formed at the first substrate end, a continuous scribe line can be formed if the distance to the first initial crack is sufficiently close.
본 발명은, 유리 기판 등의 취성 재료 기판에 대하여, 깊은 스크라이브 라인을 형성하거나, 완전 분단하거나 하는 가공에 이용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for processing to form a deep scribe line or to completely divide a brittle material substrate such as a glass substrate.
2 : 슬라이드 테이블
7 : 대좌
12 : 회전 테이블
13 : 레이저 장치
16 : 냉각 노즐
17 : 승강 기구
18 : 주기 홈부착 커터 휠
A : 유리 기판(취성 재료 기판)
BS : 빔 스폿
CS : 냉각 스폿
Cr : 크랙
Cr1 : 깊은 크랙
Cr2 : 크랙
Tr : 초기 균열2: slide table
7: base
12: rotating table
13: laser device
16: cooling nozzle
17 lifting mechanism
18: Cutter wheel with cycle groove
A: glass substrate (brittle material substrate)
BS: Beam Spot
CS: Cooling Spot
Cr: Crack
Cr1: deep crack
Cr2: Crack
Tr: initial crack
Claims (8)
상기 스크라이브 예정 라인의 상기 시단 근방에서, 그리고, 시단으로부터 기판 내측 방향으로 이격(離隔)된 스크라이브 예정 라인 상의 위치에, 커터 휠을 압접하여 시단으로부터 이격된 초기 균열을 형성하고,
이어서, 레이저 조사에 의해 기판면에 형성되는 빔 스폿을, 상기 시단으로부터 상기 초기 균열 상을 통과하면서 스크라이브 예정 라인을 따라서 상대 이동함으로써 연화(軟化) 온도 이하로 국소 가열하고, 이어서 국소 가열한 영역의 직후를 냉각함으로써, 상기 초기 균열의 위치를 기점으로 하는 유한 깊이의 크랙을 스크라이브 예정 라인을 따라서 형성하는 취성 재료 기판의 가공 방법.As a processing method of a brittle material board | substrate which sets a scribing scheduled line which makes a board | substrate end into a brittle material board | substrate, and forms the crack of a finite depth along a scribe scheduled line,
Near the start end of the scribe scheduled line and at a position on the scribe scheduled line spaced apart from the start end in the substrate direction, the cutter wheel is pressed to form an initial crack spaced from the start end,
Subsequently, the beam spot formed on the surface of the substrate by laser irradiation is locally heated to a softening temperature or less by relatively moving along the scribe planned line while passing through the initial crack phase from the start end, and then the area of the locally heated region. A method for processing a brittle material substrate in which a crack having a finite depth starting from the position of the initial crack is formed along a scribe scheduled line by cooling immediately after.
상기 커터 휠로서, 날끝에 주기(周期) 홈이 형성된 홈부착 커터 휠을 이용하는 레이저 스크라이브 방법.The method of claim 1,
A laser scribing method using a grooved cutter wheel having a cycle groove formed at the blade edge as the cutter wheel.
스크라이브 예정 라인의 시단으로부터 초기 균열까지의 이격 거리가 2㎜∼7㎜인 레이저 스크라이브 방법.The method of claim 1,
The laser scribing method of the separation distance from the beginning of a scribe plan line to an initial stage crack is 2 mm-7 mm.
(a) 제1 기판단 근방의 스크라이브 예정 라인 상에 제1 기판단으로부터 이격되도록 하여 제1 초기 균열을 형성하는 제1 초기 균열 형성 공정과,
(b) 제1회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 제1 기판단측으로부터 상기 스크라이브 예정 라인을 따라서 제2 기판단까지 상대 이동시켜 상기 기판을 연화 온도 이하로 가열함과 함께, 상기 빔 스폿의 통과 직후의 부위에 냉매를 분사하여 냉각하고, 상기 스크라이브 예정 라인을 따라서 유한 깊이의 스크라이브 라인을 형성하는 레이저 스크라이브 공정과,
(c) 제1 기판단, 또는, 제1 기판단과 제1 초기 균열과의 사이의 스크라이브 예정 라인의 적어도 어느 한쪽에 제2 초기 균열을 형성하는 제2 초기 균열 형성 공정과,
(d) 제2회째의 레이저 조사의 빔 스폿을 상기 스크라이브 라인을 따라서 제1 기판단으로부터 제2 기판단까지 상대 이동시켜 상기 스크라이브 라인을 더욱 깊게 침투시키거나, 또는, 완전히 분단시키는 레이저 브레이크 공정으로 이루어지는 취성 재료 기판의 가공 방법.A method of processing a brittle material substrate in which the substrate is processed by performing two laser irradiations along a predetermined scribe line from the first substrate end set to the brittle material substrate to the second substrate end,
(a) a first initial crack formation step of forming a first initial crack by being spaced apart from the first substrate end on a scribe plan line near the first substrate end;
(b) The beam spot of the first laser irradiation is moved relatively from the first substrate end side to the second substrate end along the scribe scheduled line, and the substrate is heated to a softening temperature or lower, and the beam spot passes. A laser scribing step of cooling by spraying a coolant to a portion immediately afterwards and forming a scribe line having a finite depth along the scribe scheduled line;
(c) a second initial crack forming step of forming a second initial crack on at least one of the first substrate ends or the scribe scheduled line between the first substrate end and the first initial crack;
(d) a laser brake process in which the beam spot of the second laser irradiation is relatively moved along the scribe line from the first substrate end to the second substrate end so as to penetrate the scribe line even more deeply or completely divide it. A processing method of a brittle material substrate made.
(c)의 제2 초기 균열 형성 공정에 있어서, 제2 초기 균열은 제1 기판단으로부터 제1 초기 균열까지 상기 스크라이브 예정 라인을 따라서 연속하여 형성되는 취성 재료 기판의 가공 방법.The method of claim 4, wherein
The second initial crack forming step of (c), wherein the second initial crack is continuously formed along the scribe predetermined line from the first substrate end to the first initial crack.
제1 초기 균열 및 제2 초기 균열은 커터 휠을 압접함으로써 형성되는 취성 재료 기판의 가공 방법.The method of claim 4, wherein
The first initial crack and the second initial crack are formed by pressing the cutter wheel.
제1 초기 균열은 커터 휠을 압접함으로써 형성되고, 제2 초기 균열은 제1 초기 균열 상으로부터 제1 기판단측을 향한 레이저의 부분적인 조사에 의해 형성되는 취성 재료 기판의 가공 방법.The method of claim 4, wherein
The first initial crack is formed by pressing the cutter wheel, and the second initial crack is formed by partial irradiation of a laser from the first initial crack phase toward the first substrate end side.
제2 초기 균열은 제1 초기 균열보다도 깊게 형성하는 취성 재료 기판의 가공 방법.The method of claim 4, wherein
A method for processing a brittle material substrate, wherein the second initial crack is formed deeper than the first initial crack.
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